卷烟过滤嘴丝束及制造方法技术

一种适合于制造卷烟过滤嘴或过滤嘴棒的熔喷丝束，它是通过在热状态下拉伸带有纵向弯折线的熔喷纤维网以便沿弯折线形成微细褶裥而制备的。最好使拉伸并加热了的丝束穿过一个电场以便使丝束过滤嘴带上静电荷。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术一般涉及由热塑性塑料特别是聚烯烃类制成的卷烟过滤嘴。一方面，本专利技术涉及由熔喷纤维网制成的卷烟过滤嘴。另一方面，本专利技术涉及用来制造过滤嘴，特别是卷烟过滤嘴的丝束。再一方面，本专利技术涉及一种带静电荷的丝束的制造方法。熔喷产品是由典型平均直径从1至15微米范围内的热塑性微细纤维的无规收集组成的非织造材料的一种具体类型。这种产品有网形、圆柱形或粗纱形，并且因为在无规收集的过滤嘴中其很小的微孔尺寸，故能制成特别好的过滤嘴。然而，由熔喷非织造织物制成的卷烟过滤嘴并不特别成功。把非织造织物制造成卷烟过滤嘴所必须的小圆柱形并具有如像过滤能力和硬度之类想要的物理特性一直是困难的。采用熔喷纤维网的过滤嘴生产目前受到能够包装成卷的纤维网的小长度的限制。而且熔喷纤维网棒很软并有端部凹陷。美国专利No.3，595，245公开了一种聚丙烯熔喷卷烟过滤嘴。这种过滤嘴为粗纱形，通过一个圆形熔喷模头生产。圆形模头很贵并且操作困难。此外，它们不能一致地生产具有卷烟过滤嘴所必须的质量的过滤嘴。由于这些原因，由圆形模头制造的熔喷粗纱卷烟过滤嘴一直没有得到值得注意的工业应用。除了熔喷粗纱之外，做了许多努以便用非织造材料生产卷烟过滤嘴。美国专利No.3，346，682公开了一种用聚合物薄板材制成的卷烟过滤嘴。板材经过轧光并分切成带材;然后每个带材经过膨化并集束成适用于卷烟过滤嘴的形状。美国专利No.3，888，610公开了一种形成可用作卷烟过滤嘴的非织造粗纱的方法。这种粗纱由各个喷嘴生产。美国专利No.4，059，121公开了一种塞有许多非织造聚合物纤维的过滤嘴的小圆盘段。加拿大专利841，368公开了一种用丙烯腈微细纤维制成的卷烟过滤嘴。该过滤嘴是通过丙烯腈溶液中溶剂的蒸发和聚合物的凝结而制成的。美国专利No.3，444，863和No.3，704，192公开了可用作卷烟过滤嘴的喷纺纤维(filaments)。这种纤维的直径范围为10至60微米并且靠丝中直径的大变化来实现透气性。美国专利No.4，579，130公开了两种热塑性塑料的熔融掺合，这两种塑料被挤成纤维，然后加捻和/或卷曲。此后加捻的纤维被制成卷烟过滤嘴。欧洲专利申请No.88103071.2(公开号No.0330709)和台湾专利申请No.77106568分别公开了利用熔喷纤维网作为卷烟过滤嘴。在从纤维网至棒的转变中，熔喷纤维网不在受热状态下被拉伸，只是被拉过包纸器(garniture)。美国专利No.4，189，511公开了利用纤维基质中破裂膜的碎片来实现压降与过滤能力之间的平衡的一种过滤嘴。美国专利No.5，025，815公开了一种卷烟过滤嘴丝束，该丝束包括使丝束原纤化以实现过滤嘴膨化。许多上述专利，特别是美国专利No.4，189，511，都针对着过滤能力与压降平衡的问题。例如，非常紧的过滤嘴将以相对大的压降提供有效的过滤，但使得吸烟者通过它吸烟又变困难。所以，一个卷烟过滤嘴必须以比较小的压降表现出有效的过滤能力。本专利技术的方法生产能用卷烟过滤嘴制造厂中的普通设备加工的丝束。简言之，该方法包括下列步骤(a)选择带有于其上形成的纵向延伸而横向彼此隔开的弯折线的热塑性燃喷纤维网;(b)在加热状态下拉伸该纤维网，使它(ⅰ)纵向伸长，(ⅱ)大体上在弯折线上产生纵向延伸的微细褶裥，以及(ⅲ)横向收缩纤维网借以形成丝束;以及(c)冷却丝束，最好在张力之下进行。该丝束可以收集在一个容器里以备以后加工，或者可以进一步进行流水线加工以形成棒形过滤嘴。该丝束是柔韧的、耐用的和坚固的，使之容易以高密度压实并可以高速加工。在把丝束加工成卷烟过滤嘴时，丝束可以被用于普通的卷烟过滤嘴制造设备(例如包纸器或喇叭口)。由于其独特的性质，丝束实际上可以用于任何类型的成棒装置，包括DeCoufle所使用的S形折包法。在一个实施例中，丝束在包纸器(或喇叭口)的上游在加热状态下进一步拉伸以便赋予由丝束制成的过滤嘴棒以想要的物理特性。因此，在此实施例中丝束在仅部分拉伸的状态下被送到卷烟过滤嘴制造线，以致于在线上的最终拉伸可以使丝束适应该线及其产品的要求。为了使丝束能以高密集因数(密度)压实并高速最终加工成过滤嘴棒，最初的热拉伸是较好的。在一个具体的最佳实施例中，丝束带有赋予它的静电荷。使丝束带上静电荷的方法最好在温热或提高了的温度下(即在丝束从加热步骤明显地冷却之前)进行。按照本专利技术制备的丝束的特征在于下列性质柔韧和坚固，易于以高密度压实，易于用传统的成棒线来加工。用该丝束制成的棒或过滤嘴表现出优异的硬度(与其他的纵向棒和过滤嘴相比)和优异的过滤性，尤其是带有赋予它的静电荷。附图说明图1是可用于本专利技术的熔喷纤维网的轴测图，示意地画出纤维网中的纵向弯折线。图2是熔喷线中用来收集熔喷纤维并形成纤维网的收集器筛的纵向剖视图。图3是类似图1的一个图，画出与纵向(MD)成斜角的另一种弯折线图案。图4是用熔喷纤维网形成丝束的设备的侧视图。图5是图4中所示设备的俯视图。图6A、6B和6C是通过图4和图5的设备的纤维网的依次的剖面图，画出随着纤维网在热态下受拉伸而形成微细褶裥的顺序。图7是卷烟形成线的简化侧视图，画出把丝束加工成卷烟过滤嘴或过滤嘴棒的过程。图8是图7中所示生产线的俯视图。图9是用熔喷纤维网加工完全拉伸丝束的生产线的俯视图。图10是图9中所示生产线的侧视图。图11是按照本专利技术制造的卷烟过滤嘴的轴测图。图12是表示熔喷丝束静电充电的侧视图。按照一个最佳实施例，本专利技术的方法包括在热状态下拉伸熔喷纤维网以便形成微细褶裥并使其定形。然后带微细褶裥的丝束可以储存以备以后加工成卷烟过滤嘴，或者经过传统的成棒设备进行流水线加工。在用传统的卷烟过滤嘴生产线加工之前，或者与它同时，本专利技术的一个实施例中的工艺允许丝束的附加拉伸以获得想要的过滤嘴性质，如像按照过滤嘴塞头直径的压降。就最概括的方面而言，形成卷烟过滤嘴的方法包括(a)在热状态下部分地或全部地拉伸非织造纤维网以形成丝速;以及(c)使拉伸过的丝束通过卷烟过滤嘴或棒形成线以形成过滤嘴或过滤嘴棒。在部分地拉伸丝束的情况下，在形成棒的过程中可以进步拉伸以便按所用生产线的要求“细调”丝束。如上所述，部分地或全部地拉伸的纤维网最好在纤维网转变成丝束之前通过电场来处理以便使它的纤维带上静电荷。为了生产具有适合储存和以后加工的性质的丝束，重要的是母体纤维网须有一定的性质而工艺过程在受控状态下实施。下面描述本专利技术的这些重要的方面，包括使之带静电荷。母体纤维网母体熔喷纤维网是用熔喷工艺生产的，该工艺包括经一系列对准并且相互靠近的熔丝孔挤出热塑性树脂而形成一横列单丝(filaments)，同时热空气层从两侧接触单丝并对单丝施加拖曳力，把单丝预拉伸到细微尺寸(例如平均直径1至15微米，较好为2-12微米)，最好是3至10微米。单丝被收集到一个运动着的收集器上以形成无规则缠结纤维的整体纤维网。纤维(fibers)可能还表现出某些接触粘接性，这增加纤维网的强度。制造熔喷纤维网的设备和方法在包括美国专利No.4，818，463和No.3，978，185在内的已公布文献中详细地公开，其公开在此引述为参考文献。(术语单丝(filaments)和纤维(fibers)在本文中可互换使用。)用来制造母体纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造适用于卷烟过滤嘴的丝束的一种的方法，它包括：（ａ）选择非织造的纤维网，它有沿纵向（ＭＤ）延伸而沿纤维网横向相互隔开的每英寸内１０至５０条弯折线；（ｂ）把纤维网加热到等于或高于聚合物的软化温度的温度，同时沿纵向（ＭＤ）把纤维网拉伸１０至１００％以便使微细褶裥在弯折线处形成，借以把纤维网的宽度至少减小１５％并把微细褶裥缩密到每英寸２０至１００个，从而形成丝束；以及（ｃ）冷却丝束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1992-9-28 952,0591.制造适用于卷烟过滤嘴的丝束的一种的方法，它包括(a)选择非织造的纤维网，它有沿纵向(MD)延伸而沿纤维网横向相互隔开的每英寸内10至50条弯折线；(b)把纤维网加热到等于或高于聚合物的软化温度的温度，同时沿纵向(MD)把纤维网拉伸10至100%以便使微细褶裥在弯折线处形成，借以把纤维网的宽度至少减小15%并把微细褶裥缩密到每英寸20至100个，从而形成丝束；以及(c)冷却丝束。2.根据权利要求1所述的方法，其中非织造的纤维网是由平均直径为1至15微米的缠结纤维组成的熔喷纤维网。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括把丝束转变成适用于卷烟过滤嘴的棒的步骤。4.权利要求3所述的方法，其中把丝束转变成棒的步骤包括把丝束拉过一个喇叭口。5.根据权利要求4所述的方法，其中把丝束拉过喇叭口的步骤在等于或高于丝束的软化温度的温度下进行，其中对丝束施加沿纵向(MD)的附加拉伸。6.根据权利要求5所述的方法，其中在步骤(a)中的拉伸量为施加于丝束的总拉伸量的20至30%。7.根据权利要求2所述的方法，其中拉伸步骤通过施加张力拉紧纤维网来实现，而且其中冷却步骤用在张力下拉紧的纤维网来实现。8.根据权利要求2所述的方法，其中热塑性塑料为聚烯烃。9.根据权利要求8所述的方法，其中聚烯烃为丙烯的共聚物或均聚物。10.根据权利要求2所述的方法，其中纤维网具有下列性质基准(basis)重量为0.2至0.45盎司/码2;平均纤维直径为2至15微米。11.根据权利要求2所述的方法，其中弯折线与纤维网的纵向轴线成0°至10°的夹角。12.根据权利要求2所述的方法，其中纤维网由平均直径为3至10微米的纤维组成。13.根据权利要求2所述的方法，进一步包括，在冷却步骤之前，使加热了的纤维网穿过有足够量级的电场以使纤维网带电荷。14.根据权利要求13所述的方法，其中穿过电场的纤维网的温度比在步骤(b)中所加热的纤维网的温度低0至50℃。15.根据权利要求14所述的方法，其中静电场由相互离开的电极来提供，其中加热了的纤维网从电极之间穿过，每个电极提供有每cm电极间距±1.0至...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯B小哈森伯勒，
申请(专利权)人：埃克森化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]